DE2128764C3 - Röntgendiagnostikapparat mit einer einen Stellmotor umfassenden Einrichtung zur Regelung der an der Röntgenröhre liegenden Hochspannung - Google Patents

Description

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Röntgendiagnostikapparat nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß bei verhältnismäßig niedrigen Hochspannungen sowohl ein Absinken als auch ein Ansteigen der Dosis in Abhängigkeit vom Röntgenröhrcnstrom bei konstantem mAs-Produkt weitgehend vermieden wird, daß also die Dosis bei konstantem mAs-Produkt in Abhängigkeit vom Röntgenröhrenstrom auch bei niedrigen Hochspannungen weitgehend konstant verläuft.

Der Lifindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein konstanter Dosisverlauf erzielt werden kann, wenn der Istwert der Hochspannung, nach dem die Regelung erfolgt, derart zwischen dem Mittelwert (Fig. 1) und dem Spitzenwert (Fig.3) liegt, daß die Dosis bei konstantem mAs-Produkt mit zunehmendem Strom weder ansteigt (Fig.2) noch abfällt (Fig.4), sondern etwa konstant verläuft.

Die der Erfindung zugrundeliege xle Aufgabe ist demgemäß g-clöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebene Ausbildung.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der F i g. 5 und b naher erläutert.

In der Fi g. 5 sind schematisch die für die Erläuterung der Erfindung wesentlichen Teile eines Rönigendiagnostikapparates dargestellt. Der Röntgendiagnostikapparat enthalt einen Hochspannungserzeuger 1. der aus einem Hochspannungstransformator, einem Hochspannungsgleichrichter und Stellmittel für die Hochspannung an einer Röntgenröhre 2 besteht. Zur Bik'jng des der I iochspannung an der Röntgenröhre 2 entsprechenden Istwerts dient ein Spannungsteiler aus Widersländen 3 und 4. Am Widerstand 4 ist eine Spannung abgegriffen, die proportional zur Hochspannung verläuft und die über einen Verstarker 5 und einen Spit/cnwertgleichrichter 6 die Aufladung eines Kondensators 7 bewirkt. Die Spannung am Kondensator 7 wird über einen Widerstand ti einem Additionspunkt 9 zugeführt, dem über einen Widerstand 10 ferner eine von einem Sollwertgeber 11 abgegriffene, dem Sollwert der Hochspannung entsprechende Spannung zugeführt wird. Die beiden dem Additionspunkt 9 zugeführien Spannungen haben entgegengesetzte Polarität, so daß dann, wenn der Istwert der Hochspannung gleich dem Sollwert ist, am Eingang 12 eines Verstärkers 13 keine Spannung liegt. Der Verstarker t3 steuert eincii Stellmotor 14, der auf den Hochspannungserzeuger 1 im Sinne eines Ausgleichs des Istwertes de^r Hochspannung an den am Sollwertgeber 11 eingestellten Sollwert einwirkt.

Der Kondensator 7 und ein ihm zugeordneter Entladekreis, der die Widerstände 8, 10 und 11 enthält, sind so bemessen, daß die am Kondensator 7 liegende Spannung, die· den Istwert verkörpert, nach dem die Hochspannungsregelung erfolgt, zwischen dem Spitzen- und dem Mittelwert der Hochspannung liegt, und zwar derart, daß die Dosis bei konstantem mAs-Produkt mit zunehmendem Strom trotz der zunehmenden Welligkeit der Hochspannung etwa konstant bleibt.

In der Fig 6 ist voll ausgezogen der Verlauf der Spannung am Widerstand 4 des Spannungsteilers, der dem Verlauf dar Hochspannung an der Röntgenröhre 2 entspricht, und gestrichelt der Verlauf der Spannung am Kondensator 7 dargestellt. Der Stellmotor 14 bewirkt wegen der Trägheit des Regelkreises eine Einstellung der Hochspannung auf den Mittelwert der Spannt ng am Kondensator T. der in der I-" i g. 6 mit U\ bezeichnet ist und der über dir Spannung UZ liegt, die dem Mittelwert der Hochspan nung an der Röntgenröhre 2 entspricht. Durch die Dimensionierung des Entladekreises des Kondensators 7 und des Kondensators 7 selbst ist der Verlauf der Dosis in Abhängigkeit vom Röntgenröhrenstrom bei konstantem mAs-Produkt im unteren Hochspannungsbereich festgelegt. Diese Bauelemente können daher so dimensioniert werden, daß die Dosis bei konstantem mAs-Produkt auch im unteren Hochspannungsbereich trotz schwankender Welligkeil der Röntgenröhrenspannung weitgehend konstant verläuft.

In der Praxis ist es ausreichend, wenn der Verlauf der Dosis in Abhängigkeit vom Röntgenröhrenstrom bei einer mittlerer Hochspannung von /. B. etwa bO kV konstant ist. Die dabei auftretenden leichten Abweichungen dieses Verlaufs vom konstanten Verlaii! bei unter dieser m itlcrcn Spannung liegenden Hochspannungen sind praktisch ohne Bedeutung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Hochspannung das vom Istwertgeber gelieferte Signal Patentansprüche: ""Halteten «* dabei zunächst zwei Möglich-

1. Röntgendiagnostikapparat mit einer aus einem keiten an. Im einen Fall entspricht das vom Istwertgeber Istwertgeber und einem Sollwertgeber für die 5 gelieferte Signal dem Sp,t^wert der H^hspannung Hochspannung, einer Vergleichsanordnung für die und im anderen FaJl dem Mittelwert In beiden Fallen vom 1st- und Sollwertgeber gelieferten Signale und werden jedoch be. verhältnismäßig n.edngen Hocheinem von der Vergleichsanordnung gesteuerten spannungen keine optimalen,Verhaltnisse erzielt
Stellmotor zum Angleich des Istwerts an den i„ der F i g. 1 ist der zeitliche Verlauf der Rontgenroh-Sollwert bestehenden Einrichtung zur Regelung der io renspannung für einen Drehstrom-Sechspuls-Rontgenan der Röntgenröhre liegenden, wellenförmig diagnostikapparat wiedergegeben..Gestrichelt .st dabei verlaufenden Hochspannung während der Anferti- eine Hochspannung vonι 25 kV eingezeichnet Die gung einer Röntgenaufnahme, dadurch ge- Fig. 1 entspricht dem Fall, be. dem die Regelung der k e η η ζ e i c h η e t, daß der Istwertgeber (4 bis 8) so Hochspannung auf den Mittelwert erfolgt Die Well.gausgebildet ist, daß das von ihm der Vergleichsan- 15 keil der Hochspannung hangt ""Bereich kleiner Ordnung (9, 13) zugeführte Signal einer zwischen Röntgenröhrenströme bis zu etwa 10OmA hauptsächdem Mittel- und dem Spitzenwert der Hochspan- Hch von der Größe der Kabelkapazitat ab una ist bei nung liegenden Spannung entspricht, die so gewählt vorgegebener Kabeikapazität um so großer, je größer ist, daß die Dosis bei konstantem mAs-Produkt in der Röntgenröhrenstrom ist. Es sei angenommen, daß Abhängigkeit vom Röntgenröhrenstrom etwa kon- 20 im Zeitpunkt Λ der Röntgenrohrenstrom von einem stant verläuft. kleinen auf einen größeren Wert umgeschaltet worden

2. Röntgendiagnostikapparat nach Anspruch 1, ist. Demgemäß steigt die Welligkeit der Hochspannung dadurch gekennzeichnet, daß der Istwertgeber einen an. wie dies aus der Fig. 1 hervorgeht. Da die Dosis Kondensator (7) enthält, dem eine der Hochspan- exponentiell von der Hochspannung an der Röntgennung entsprechend verlaufende Spannung zur 25 röhre abhängt, steigt sie bei den der F1 g. 1 zugrundche-Aufladung zugeführt wird, und der im Hinblick auf genden Verhältnissen, d. h. bei der Regelung der seinen Entladekreis dem gewünschten Istwertsignal Hochspannung auf den Mittelwert, m:t zunehmendem entsprechend bemessen ist. Römger-röhrenstrom auch bei konstantem mAs-Produkt leicht an. In der F i g. 2 ist der Verlauf der Dosis D

30 in Abhängigkeit vom Röntgenrohrenstrom / für diesen

Fall dargestellt. Weiterhin weicht der Spitzenwert der

Inder DT-AS 11 43 593 ist ein Röntgendiagnostikap- Röntgenröhrenspannung in unzulässiger Weise von parat mit Mitteln zur Regelung der an der Röntgenröh- dem eingestellten Sollwert ab.

re liegenden Hochspannung während der Anfertigung Erfolgt eine Regelung der Hochspannung auf ihren

einer Röntgenaufnahme, die aus einem Istwertgeber 35 Spitzenwert, so ergeben sich die in den F i g. 3 und 4 und einem Sollwertgeber für die Hochspannung, einer wiedergegebenen Verhältnisse. Der F i g. 3 liegt eben-Vergleichsanordnung für die vom Ist- und Sollwertge- falls die Annahme zugrunde, daß im Zeitpunkt M der ber gelieferten Signale und eine·· von der Vergleichsan- Röntgenrohrenstrom von einem kleinen auf einen Ordnung gesteuerten Einrichtung zum Angleich des größeren Wert umgeschaltet worden ist. Aus der F i g.

3 Istwerts an den Sollwert bestehen, beschrieben. Bei 40 geht hervor, daß der Spitzenwert der Röntgenröhrendiesem Röntgenapparat erfolgt die Ausregelung von spannung zwar mit dem Sollwert übereinstimmt, daß Schwankungen der Röntgenröhrenspannung auf elek- aber beim Zunehmen der Welligkeit der Hochspannung tronischem Wege, d. h. praktisch trägheitslos. Der bei der Erhöhung des Röntgenröhronstroms im Bereich Istwert für die Röntgenröhrenspannung ist dabei immer kleiner Röntgenröhrenströme die schraffiert gezeichnegleich dem Augenblickswert. 45 ten Flächen größer werden. Demgemäß nimmt die

Die Erfindung bezieht sich auf einen Röntgendiagno- Dosis D mit zunehmendem Röntgenröhrenstrom / bei stikapparat gemäß dem Oberbegriff des Patentan- der Regelung der Hochspannung auf ihren Spitzenwert spruchs 1, der sich von dem bekannten Röntgendiagno- ab (F i g. 4).

stikapparat dadurch unterscheidet, daß die Ausregelung In der Praxis ist es erwünscht, daß die Dosis bei

von Schwankungen der Röntgenröhrenspannung nicht 50 konstantem mAs-Produkt unabhängig vom eingestellelektronisch, sondern elektromechanisch durch einen ten Rönlgenröhrenstrom ist, daß sie also in Abhängig-Stellmotor erfolgt. Dadurch wird die Verwendung einer keit vom Röntgenrohrenstrom etwa konstant verläuft, umfangreichen elektronischen Schaltung mit hochspan- In diesem Fall erhält man eine Filmschwärzung, die nungsfesten Bauelementen vermieden. Dabei wird praktisch unabhängig vom eingestellten Röntgenröhjedoch die Welligkeit der Hochspannung an der 55 renstrom ist, so daß die Einstellung des Röntgendiagno-Röntgenröhre wegen der Trägheit der mechanisch stikapparates wesentlich vereinfacht ist.
bewegten Teile nicht vollständig ausgeregelt. Es sei noch erwähnt, daß das geschilderte Regelpro-

Die Verwendung eines Stellmotors zur Hochspan- blem praktisch nur bei relativ niedrigen Werten der nungsregelung ist bei einem Röntgenapparat aus der Hochspannung von etwa 25 bis 80 kV eine Rolle spielt. DT-AS 10 43 476 bekannt. 60 Bei hohen Hochspannungswerten in der Nähe von etwa

Die Welligkeit der Hochspannung an der Röntgen- 125 kV sind die prozentualen Hochspannungsschwanröhre hängt bei einem Röntgendiagnostikapparat kungen, die durch die Welligkeit der Hochspannung davon ab, ob der Apparat mit Einphasen-Wechselstrom bedingt sind, so gering, daß sich die Dosis sowohl bei oder mit Drehstrom betrieben wird und ist ferner durch den der F i g. 1 zugrundeliegenden als auch bei den der die Art des Hochspannungsgleichrichters bestimmt. Bei 65 Fig. 3 zugrundeliegenden Regelverhältnissen in Abeinem Röntgendiagnostikapparat der genannten Art hängigkeit vom Röntgenrohrenstrom infolge der tritt das Problem auf, auf welchen Wert die Hochspan- Veränderung der Welligkeit der Hochspannung praknung geregelt werden soll, d.h. welchem Wert der tisch nicht ändert.